其他自然资源市场

第二节　其他自然资源市场

除土地资源之外的其他自然资源，如矿产资源、水资源、生物资源、气候资源等都是人类生产生活环境的组成部分。其中，矿产资源、水资源的许多内容，还可以被包括在广义的土地资源范围内。在分析这些自然资源时，它们可以统一归为环境问题。当然，这不仅仅是自然科学问题，同时也是社会科学问题。利用经济学基本原理来分析自然资源市场是本教材的任务。本节只是简要介绍其中最基本的内容。

一、经济租金与经济剩余

1.经济租金

租金的涵义是指，对于在使用不拥有其所有权的资产时向所有人支付的价值，其概念来源于地租。一般而言，租金就是指利用供给固定的生产要素所支付的报酬。这样，租金的涵义就进行了一般化。那么，如果某种要素收入发生变化并不减少其供给量，我们就将为得到某种经济要素或经济资源的服务或使用而支付的报酬都称作经济租金（economic rent）。它等于要素收入与其机会成本之差。显然，从该资源或要素全部收入中减去这一部分并不会影响其供给。

那么，在图12.5中的土地市场中，当土地供给曲线为S₀时，利用土地的地租和经济租金都是OR₀E₀N₀。但是，地租并不总是等于经济租金，如在图12.5中，如果土地供给曲线为S^＊，那么，总地租就为供给曲线S^＊与E^＊N^＊和横坐标轴围成的面积，而经济租金为供给曲线S^＊与R^＊E^＊和纵坐标轴围成的面积。

对于一般的生产要素市场供求而言，如图12.6，均衡点为E，要素供求均衡价格为w^＊，均衡量为N^＊。那么，该要素供给的机会成本就是OAEN^＊，是该要素使用者使用要素量为N^＊时愿意支付的最高总价值，也是要素所有者供给要素量为N^＊时愿意接受的最低总价值；经济租金即为Aw^＊E。当然，Ow^＊EN^＊为该要素的总收入。因此，从图上看，经济租金的大小与要素供给曲线的倾斜度的关系极为密切：供给曲线越陡峭，经济租金越大；反之就越小。当供给曲线为一条垂线时，即要素供给量为一个常量，所有要素收入都成为经济租金。如果这种要素为土地，那经济租金就是地租。从这方面看，地租仅是经济租金的特例。同时，从图上也可看到，经济租金与生产者剩余极为类似。

图12.6　经济租金与市场均衡

2.经济剩余

在第二章里，我们介绍了“经济剩余”、“消费者剩余”、“生产者剩余”的概念。这里，我们来看他们与“经济租金”之间的关系。

我们可以从上述分析联系一般产品市场均衡和消费者剩余。如果图12.6为一般的完全竞争的产品市场，产品市场均衡点位E，均衡价格为w^＊，均衡量为N^＊。那么，根据第二章我们知道，消费者剩余为BEw^＊。相对于要素市场，在产品市场均衡中，我们知道，供给曲线S为该产品边际成本曲线的一部分，OAEN^＊即是生产厂商愿意提供产量N^＊的最低总要价，或总机会成本；而AEw^＊为厂商总收入的一部分，即为经济租金。相对于消费者剩余，AEw^＊即是产品市场中的经济租金，通常又叫生产者剩余（producer surplus）。

从图12.6可看出，不论是产品市场还是要素市场，通过市场交易，供求双方的意愿得到了实现或满足，整个社会总效用或社会福利得以提升：通过交易，要素或产品需求者愿意支付总价值OBEN^＊获得要素或产品量N^＊，但实际只支付了Ow^＊EN^＊，得到了消费者剩余BEw^＊；要素或产品供给者愿意以最低总价值为OAEN^＊提供要素或产品量N^＊，但实际获得了Ow^＊EN^＊，得到了经济租金或生产者剩余AEw^＊。

因此，通过市场活动，社会各方都得到效用提高，从而整个社会得到了经济剩余（economic surplus）。它等于消费者剩余和生产者剩余之和，在市场达到均衡时，经济剩余达到最大值，即：

二、可再生与不可再生资源

自然资源，可以根据效用是否能循环利用或恢复，分为可再生资源（renewable resources）和不可再生资源（nonrenewable resources）。可再生资源是指依靠自然力而不以人力可以恢复和保持储藏量的资源，如阳光、风力、植物、雨雪、土地、江河湖海、大气等等。如果不进行破坏性使用，这类资源可以永久持续保持供人们开发使用。不可再生资源是指不能靠自然力恢复保持储藏量，一旦被消耗就必定减少的资源，如各种金属、石油、天然气等各类矿产资源。因此，从自然储量是否可耗竭讲，不可再生资源又叫可耗竭资源（exhaustible resources）。

区分可再生资源和不可再生资源的重要目的在于：如何利用我们已经学过的市场供求规律、成本函数、利润最大化等方法来区别分析各类自然资源。

必须说明，对于可再生资源和不可再生资源的区分并不是绝对的，并且也是指在一定技术水平下而言的。因为，各种要素投入在一定范围内具有替代性。在技术水平达到一定水平后，原来不可能利用的资源就可以利用或被替代，原有要素的利用量就应当重新界定。因此，对于自然资源就有地质学上的储藏量与经济储藏量之分。不论对于可再生资源还是不可再生资源，如果在一定技术水平下，开发利用起来经济成本投入很高或市场价格较低，那这种资源的经济储藏量就很低。所以，我们通常所讲的资源储藏量都是指经济储藏量。

基于此，对于可耗竭资源而言，尽管其总存量是一定的，但还有当前储量和潜在储量之分。当前储量指在当前技术和价格水平下可以开发利用获得利润的储量；潜在储量指在可能的技术水平和价格水平下能够开采的储量。显然，在其他条件一定情况下，技术水平越高，资源价格越高，当前储量就越大，市场供给量就越大。例如，金矿或稀有金属矿等，在开采技术水平一定时，金价的提升可以促使原来含量较低的矿山具有开发潜力，可以投入开发获得利润；反之，可能就使得一些企业在开采纯度较低的金矿时亏损严重，此金矿就失去了开发价值。

三、可再生资源的市场均衡

总体而言，人类社会生存与发展都绝对地依赖于可再生资源。但是，在20世纪中叶之前，人们一直没有试图对可再生资源做过详细的经济分析。可再生资源只是被简单地归类为对土地的经济地租这一概念中进行分析。自19世纪以来，人口的增长和技术的发展使曾经非常丰富的可再生资源日益枯竭、甚至接近完全消失。许多事实清楚地说明了土地的原始肥力并不是不可耗竭的。在对可再生资源的经济分析中，必须要分析资源开发如何受到时间因素的制约的。^[10]这样，在分析可再生资源的市场供求时，首先需要分析这类资源供给者是如何向市场提供资源量的，而这种分析与时间因素紧密相关。

以森林资源为例。根据《中国统计年鉴》（2010年），2009年，我国造林626.2万公顷；到2009年底，我国森林蓄积量为137.2亿立方米。森林资源是可再生性资源，但需要一定的时间生长才能成为可用之材。在树木生长时间里，木材价格会发生波动，货币也具有时间价值。因此，时间因素影响到森林最优的砍伐时间和砍伐量，而不是简单地求解最大砍伐量（或森林存量）。

树木生长符合生物生长规律，自然界生物有机体的生长过程大体符合生长曲线或逻辑斯特曲线（logistic curve，或Pearl-Reed曲线），如图12.7（a）中曲线。在图12.7（a）中的是森林的生长曲线N（t）。我们看到，随着时间的推移，树木先以较快速度生长，即森林存量以较快速度增长；经过一段时间生长速度转慢，森里存量N也达到一个最大量N₀。对应在图12.7（b）中，森里存量N（t）的增长速度可以表示为v（t），其数值等于森林的生长曲线N（t）各点对应的切线斜率，即v（t）＝N′（t）。显然，在森里存量N（t）为N_m时，森林生长速度v（t）达到最大，森里存量N（t）的增长速度达到最大；在N₀时，森里存量N（t）的增长速度为0。

图12.7　森林资源的最优砍伐时

我们知道，随着时间的推移，任何资产的价值都会变化，货币资产会以资本市场利率r的速度增值。对于图12.7中的森林资源而言，所要寻求的最优砍伐时间是：在这个时间点上，能够最大化在每一时期增长的森林资源的总现值（当然，为分析方便，在这里我们忽略了种植成本和砍伐成本）。

如果砍伐森林资源换成货币资产，那么，从资产价值增长看，森林资源增长速度v（t）就换成了其货币资产增值速度。当森林存量随着时间增长时，到底按照哪个速度增值需要进行比较。在图12.7（b）中，砍伐森林资源换成货币资产后的价值增值速度r·N（t），与森林资源增长速度v（t）相比，在森里存量为N^＊时相等，此时才为森林资源最优砍伐时间或树木最优生长时间（或树龄）t^＊，最优森里存量即为N^＊。当树龄小于t^＊时，森林在地上生长的价值增加比砍伐后换成货币存入银行的价值增加要快；在t^＊之后，情况刚好相反。因此，市场利率（或贴现率）的大小就决定了两种速度相等的时间点，即森林资源最优砍伐时间点：市场利率（或贴现率）越高，其倾斜度越大，最优砍伐时间就越早；反之，就越迟。^[11]

通过上述例子说明，可再生能源市场供求要受到时间、利率等等因素影响。在一定市场利率水平下和一定时间内，市场供给也并不总是无限的；在一定的最优供给量下，市场均衡也不同于一般市场均衡。当我们将最优供给量看作一个定量时，或者我们将资源供给量看作是随着供给量增加，其供给弹性也会逐渐减小，那么，其市场均衡就如图12.5中的土地市场均衡类似进行分析，我们这里不再详述。

四、不可再生资源的市场价格

不可再生资源即可耗竭资源，这说明这类资源随着人类的开发利用其总量不断减少。就我国而言，根据《中国统计年鉴》（2010年），到2009年底，我国主要矿产基础储量为：石油29.5亿吨，天然气37 074.2亿立方米，煤炭3 189.6亿吨，铁矿石213.0亿吨，钒矿1 258.9亿吨，磷矿31.7亿吨，铝土矿8.4亿吨；铜矿（含铜）2 951.0万吨，铅矿（含铅）1 340.1万吨，金矿（含金）1 909.7吨，银矿（含银）38 448.5吨等等。而《中华人民共和国2009年国民经济和社会发展公报》（2010年2月25日）初步测算，2009年全年能源消费总量31.0亿吨标准煤，比上年增长6.3%。煤炭消费量30.2亿吨，增长9.2%；原油消费量3.8亿吨，增长7.1%；天然气消费量887亿立方米，增长9.1%；电力消费量36 973亿千瓦小时，增长6.2%。全国万元国内生产总值能耗下降2.2%。主要原材料消费中，钢材消费量6.9亿吨，增长22.4%；精炼铜消费量753万吨，增长39.7%；电解铝消费量1 439万吨，增长14.4%；乙烯消费量1 066万吨，增长8.0%；水泥消费量16.3亿吨，增长17.0%。

因此，相对于人类无限生产、生活的前景而言，根据人口和资源消耗量的不断增长趋势，不可再生资源似乎为人类设定了生活的前景界限。著名的“梅多斯报告”就表述了这种悲观主义的观点。1972年，美国麻省理工学院教授丹尼斯·梅多斯（Dennis Meadows）带领的一个研究小组出具了一个关于世界未来图景的报告。该报告以《增长的极限》（Limits to Growth）为名发表，由德内拉·梅多斯（Donella Meadows）、乔根·兰德斯（Jorgen Randers）、丹尼斯·梅多斯共同撰写。“梅多斯报告”声称：地球在面临着“人口爆炸”危机，政府若不采取有力措施，人类的灾难就会降临。它预测，许多不可再生的资源将在很短的时间内就会枯竭：从1972年算起，黄金在9年内就将用尽，汞和白银在13年内将用尽，锡在15年内将用尽，锌在18年内将用尽，石油在20年内将用尽，铜、铅、天然气在23年内将用尽，等等。当然，事实证明，诸如“梅多斯报告”一样的研究与预测没有成为现实。但是，这让社会对不可再生资源有了比以往更为广泛和深入的关注。

类似“梅多斯报告”一样的预测之所以失败，主要在于忽视了：（1）稀缺性的变化；（2）资源之间的替代效应；（3）时间和技术等因素的影响。总之，自然资源的利用不仅仅是自然科学、技术问题，更主要的是全球社会问题，其中首先是一个经济问题。

1.资源稀缺性的变化

在第一章我们就已经知道，任何经济资源都是具有稀缺性的。那么，不可再生资源随着消耗量的增加，其现存量必将减少，其稀缺性必定增强。不可再生资源的这种不断增强的稀缺性如何反映在其市场供求状况上呢？

在一般商品或要素市场上，没有考虑产品或要素的数量限制，供求曲线决定市场均衡价格与产量。这时，市场均衡价格既是需求者愿意接受的最高价格，也是生产者或供给者愿意提供的最低价格，或者是生产者在均衡产量的边际成本（因为供给曲线就是其边际成本的一部分）。

对于不可再生资源的供给就不一样了。供给者因为注意到不可再生资源稀缺性不断增强，他们不会仅仅满足于要求在该资源的实际生产开发边际成本上供给资源，而是要求在高于资源的开发生产成本的价格上供给资源。因此，对于不可再生资源供给而言，开发厂商要求的高于不可再生资源每一开发量对应的实际开发成本的价格部分，我们称为稀缺性成本。既然不可再生资源的实际售价里包含了开发成本和稀缺性成本两部分，那么，在市场需求不变的情况下，市场均衡的开发量就会降低。

但是，还应当注意到，不可再生资源的稀缺性的增强是以市场需求不变或增强为前提的。如果出现了其他替代资源或产品（如性能更优越，更具有效率等），市场对这类资源的需求就可能会减弱，甚至不再利用这种资源。因此，随着社会发展和技术进步，某一资源的稀缺性在理论上也可能降低。

2.不可再生资源的价格决定

不可再生资源供给者（或开发者）在考虑到稀缺性成本后向市场提供资源，其最终的价格如何决定的呢？这需要综合其他因素共同分析。

在考虑到不可再生资源稀缺性变化时，主要因素是时间的影响。对于资源开发厂商而言，考虑时间因素就是如何面对现在市场与未来市场需求，即是在当前市场供求情况下供给资源还是在未来市场供求状况下供给资源。为分析简便，我们假定其他情况不变或变化不大，厂商开发资源的成本忽略不计（在一定开发技术下，单位资源开发成本稳定），厂商现在就将资源供给市场还是保存资源未来供给市场的关键是：市场利率水平的变化带动资源在不同时期货币价值变化，以此平衡市场价格的波动。

为分析简便，我们将某种不可再生资源（如石油、天然气、金矿、银矿等）的开发厂商进行市场供给选择，分为当期（t期）与未来期（t＋1期），则当期市场价格为p_t，未来期（t＋1期）市场价格为p_t＋1。

若市场利率水平一定为r，那么，该资源开发厂商要实现最优的资源开采计划，应遵循“霍特林法则”，即：在任何时期开采的边际吨数应当产生以现值计算的相同的租金。否则，在开始时就应调整开采顺序以便从储量中得到以现值计算的较高的总租金。如果开采程序是最优的（利润最大化），那么，在任何时期所开采的边际吨数应产生以现值计算的同样的利润。^[12]也就是，该资源开发厂商的最优开发计划必将满足：

为什么呢？因为：

（1）当p_t＋1＞（1＋r）p_t时，开发厂商将在t期保存储量，而到t＋1期进行开发以获得更多利润。一旦厂商减少t期供给量，p_t就会上升；t＋1期供给量增加了，p_t＋1就会下降，直到实现式（12.4）。

（2）当p_t＋1＜（1＋r）p_t时，开发厂商将增加t期市场供给量获得更多利润，而相应地t＋1期资源开发量就减少了。一旦厂商增加t期供给量，就会下降；t＋1期供给量减少会导致p_t＋1上升。最终，同样实现式（12.4）。

由于社会发展、技术进步等，随着资源价格的提升，人们会逐渐寻找替代资源（如生物能源替代石油、天然气等）。如何替代呢？应当在该资源经济开发完时，其价格p_T等于替代资源或产品的生产成本C，即：

式（12.5）中的T为该资源进行经济开发的年数。若该资源每年需求量为N_D吨，其总储量为N_T吨，那么，，到第T＋1年就必须使用替代资源或产品。若市场利率水平为r，该资源在当期的价格P₀如何决定呢？根据式（12.4），应当满足：

因此，不可再生资源的当期市场价格等于替代资源或产品价格的贴现值。

不论是不可再生资源选择不同时期进行供给，还是其替代资源或产品的投入利用，我们会发现，都有市场交易机制的作用，即资源稀缺性反映到资源市场价格上，从而调整市场供求，实现供求双方通过交易提高效用水平或福利水平。